“阿波罗”登月计划

“阿波罗”登月计划

激烈的竞争

前苏联1957年10月发射了世界第一颗人造地球卫星之后。又于1961年成功地发射了世界第一种载人宇宙飞船，加加林成为人类有史以来的第一位太空人。美国也不甘落后，在加加林进入太空24天后，进行了一次“水星”号载人飞船的亚轨道飞行试验，但没有进入轨道。1962年美国宇航员约翰·格伦乘“水星6号”飞船上天，绕地球飞行3圈后安全返回，成为美国进入太空的第一人。前苏联在1962年8月又分别发射了“东方3号”和“东方4号”飞船，在轨道上进行了首次编队飞行。

前苏联和美国在20世纪60年代初均成为载人航天技术大国。载人航天代表着人类对空间新领域的占领，载人航天技术又是高技术中的尖端，它的成就反映了一个国家经济、国防和科技实力及政治、外交上的优势。所以，美国和前苏联不惜钱财，不管风险多大，都拼命地发展载人空间技术，展开了激烈竞争，以便自己的宇航员能捷足先登。在先后把本国宇航员送上天空后，他们便把目光瞄向了月球。

月球是离地球最近的天体，月球上一昼夜约是30天，它周围没有大气。由于月球的自转方向与它绕地球的公转方向相同，自转周期也和公转周期相同，所以月球有一面始终背向地球。关于月球有许多美丽的传说和神话，但是月球上到底是什么样?它是如何形成的?月球运动是如何影响地球的等，许多问题一直困扰着人们。当人类航天技术取得很大发展后，月球就成为人类要征服的第一个天体了。

最先向月球发起冲击的是美国，先是进行无人探测。从1958年8月起，连续向月球发射4枚火箭，但均告失败。1959年1月2日，前苏联向月球发射了第一个无人探测器——“月球1号”，也告失败。1959年9月14日，前苏联发射的“月球2号”无人探测器成功命中目标，成为人类派往月球并成功到达的第一个使者。由于它使用硬着陆技术，“月球2号”探测器的仪器舱在撞击月球的一瞬间即彻底毁坏。同年10月4日，前苏联又发射了“月球3号”无人探测器，对月球背向地球的那一面进行了40分钟拍摄，并把信号发回地面，揭开了月球背面的真面貌!

面对前苏联人的成功，美国奋起直追。1959年12月美国制定了在月球上硬着陆技术的“徘徊者计划”。从1961年起美国发射的6颗“徘徊者”均失败，直到1964年7月28日，“徘徊者7号”命中了月球表面的“云海”，在撞击前17分钟里，6架摄像机共拍摄了4300多张月面逼近照片，这是人类见到的第一批特写镜头。1965年美国发射了“徘徊者8号”、“徘徊者9号”探测器，共发回1．3万多张高清晰度照片及大量测量数据。

正当美国人为自己的成功而高兴时，前苏联在登月技术上又取得重大突破——软着陆。1966年1月31日，“月球9号”探测器的着陆部分降落在月面上，仪器舱中仪器完好无损，不断发回各种照片、数据。美国人不甘落后，4个月后，“勘测者1号”也在月球上软着陆，并且是整个探测器在月面着陆，它不光发回照片，还挖掘月面物质进行分析、测试等。1966年8月美国又发射了“月球轨道飞行器1号”。后来前苏联还发射了“探测器号”、“联盟号”和“宇宙号”飞船。美国和前苏联在登月竞争中激烈争斗，美国最终取得成功，它的阿波罗载人飞船成功登上月球，使前苏联只能望月兴叹了。

登月计划

前苏联在航天领域的屡次成功，大大刺激了美国人，当时的美国总统约翰·肯尼迪(1917—1963年)惊呼:“我们落后了!”美国人决心在登月竞争中压倒对手，争得第一。

阿波罗登月计划始于1960年。一次会议上，制造了著名V－2火箭的美籍德国人冯·布劳恩提议不能跟在前苏联人后面，要抢在他们之前把人送上月球。这一建议得到大家一致赞同，决定立即制定一项庞大的登月探测计划。1961年5月25日肯尼迪总统批准了国家航空航天局的登月计划，正式宣布要在20世纪60年代末把美国宇航员送上月球并安全返回，明确告诉美国人民完成此计划将会是很困难或很昂贵的，这就是后来著名的阿波罗载人登月计划。

在古希腊神话中，太阳神名叫阿波罗，他和月亮神是一对双胞胎，美国宇航局以双胞胎会面为寓意，命名登月计划为阿波罗计划。

阿波罗登月计划是一项大型的月球探测计划，它的目标是把人送上月球，进行勘测和考察。这一计划从方案选择、论证，到最后一次登月，共历时12年，耗资250亿美元，大约有2万多家公司、200多所大学和科研机构，共计40多万人参加。最后一次“阿波罗17”号飞行于1972年12月结束，先后有12人登上月球，带回386千克月岩以及大量资料。

阿波罗计划的实施，体现了美国在科学组织、各部门协调合作方面的能力，因为没有哪一个部门和公司能单独完成它。这个计划需要新发展的大系统有:(1)土星系列运载火箭;(2)运载火箭发射场系统;(3)阿波罗登月飞船系统;(4)飞船登月测控系统;(5)登月宇航员选拔、培训和医监医保系统。这些系统工程要求各分工部门的研究人员、设计人员和生产人员要协调一致，密切配合，不容有丝毫纰漏。美国人民和政府在这次计划的实施中也从没有动摇过，决心把前苏联人摔倒在月球上。

登月计划采用的是月球轨道会合方案，即把宇宙飞船送入月球轨道，在月球轨道上再从飞船上派出登月舱在月球软着陆，一部分宇航员留在绕轨道上待命的载人舱内，当登月宇航员返回时，登月舱再与载人舱交会对接，返回地球。采用这一方案，有许多技术问题必须解决，比如登月舱在何处着陆?月面能否承受登月舱及宇航员的重量而不使其没入尘埃?宇航员在轨道上如何生活、工作两周及航天器在轨道上如何交会对接等等。为此，美国进行了充分的登月前准备，先后发射了9个徘徊者探测器、7个勘探者探测器、5个月球轨道器。它们不仅为研究月球提供了宝贵资料，更重要的是为阿波罗登月计划打下了基础，进行了前期探路。

为了完成阿波罗登月计划，美国还实施了25次水星飞船飞行计划和12次双子星座飞船飞行计划。双子星座载人飞船是一种可载2名宇航员的飞船，以解决两星期载人在轨技术、交会对接技术、宇航员出舱活动技术和一些其他技术问题。后来，所有的阿波罗飞船的指挥长都参加过双子星座飞船的飞行。

阿波罗计划的关键还有大推力火箭研制。执行登月任务的是“土星－5”火箭，载有飞船时高达110．1米，起飞重量达2950吨，是一枚3级液体火箭，发射时飞船和救生系统装载在火箭顶部。

阿波罗飞船重45吨，主要由载人舱(又称指令舱)、服务舱和登月舱组成，图5－4是发射时各舱的装配位置。指令舱是飞船的主体，是控制中心，宇航员生活和工作的地方，也是飞船唯一返回地面的部分。指令舱下面连接的是服务舱，它的下端装有火箭发动机推进系统，它是整个飞船的主要动力，承担飞船进入月球轨道绕月飞行时变轨以及返回时脱离月球轨道等任务。另外，还装有燃料、电源装置和饮用水。指令舱和服务舱合称母船。登月舱装在服务舱下、第三级火箭顶部的金属罩内，分上升段和下降段两部分，用来将2名宇航员降落到月面和送回等候在月球轨道上的母船。飞离月球时，下降段充当起飞的发射台，并留在了月球上。

当飞船进入奔月轨道后，母船与登月舱分离，旋转180°，指令舱锥顶与登月舱对接，对接后将登月舱从金属罩内拉出来，并和第三级火箭分离。然后阿波罗飞船重新调整好方向，登月舱在前飞向月球。当宇航员返回母船后，登月舱再次与母船分离，被抛弃在月球轨道上，只剩下母船继续飞行。当服务舱完成返回制动任务后，也与指令舱分离，最后只剩载有宇航员的指令舱返回地球。

图5－4　阿波罗飞船的构成

阿波罗飞船的顶部有一个紧急脱险装置(也称救生塔)，一旦发射失败，它会使飞船与运载火箭脱离，如果发射顺利，飞船上升后就把它抛弃。

在正式登月前，美国共发射了10艘阿波罗飞船做试验，其中“阿波罗”7～10号是载人飞行，“阿波罗8”号进行了10次绕月球轨道飞行，这促使前苏联人抱有的在登月方面战胜美国的希望完全破灭，退出了这场竞争;“阿波罗10号”模拟了除登月外的整个飞行过程。至此，登月时机已成熟!